CN113623786A - 一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组 - Google Patents

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CN113623786A CN202110691149.9A CN202110691149A CN113623786A CN 113623786 A CN113623786 A CN 113623786A CN 202110691149 A CN202110691149 A CN 202110691149A CN 113623786 A CN113623786 A CN 113623786A
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周志流
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Abstract

本发明涉及一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，包括顶层、底层和中间层，顶层设置有室内热风回风口和室外热风排风口，底层设置有室内冷风送风口和蒸发器，中间层设置有空空换热器、冷凝器、喷淋系统和室外新风送风口，室外空气从室外新风送风口进入，依次流经喷淋系统、空空换热器和冷凝器，从室外热风排风口流出室外，室内空气从室内热风回风口进入，依次流经空空换热器和蒸发器，并从室内冷风送风口流进室内；蒸发器设置在空空换热器的下方，冷凝器设置在空空换热器的一侧，喷淋系统设置在空空换热器的另一侧，喷淋系统包括多个竖直排列的喷杆和安装在喷杆上的多个喷嘴，安装在相邻两个喷杆上的喷嘴在安装高度上相互错开对空空换热器喷淋。

Description

一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组
技术领域
本发明涉及间接蒸发冷却机组领域，更具体地，涉及一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组。
背景技术
间接蒸发冷系统目前在市场上有较为良好的运用前景，能通过与新风的换热及喷淋水的蒸发吸热，有效降低机组的能耗，达到节能减排的全球倡议。但机组的风系统和喷淋的设计上，各家设计有着较大的差异。由于喷淋的安装位置和喷淋方式影响着喷淋换热的效果以及产生机组吹水和渗水的风险；同时，排风气流组织的设计直接影响到机组的气流走向和风机的选型。因此，在间接蒸发冷系统的创新升级中，喷淋形式和排风气流组织的设计至关重要。
目前在设计间接蒸发冷系统时，喷淋形式往往采用粒径较大的喷淋水进行下部喷淋，这样不仅会导致喷淋水难以进入空空换热器中进行充分换热、换热效率差的技术难点，而且排风通道的阻力较大，排风功耗较大。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，用于实现空空换热器的充分换热，排风阻力减小的效果。
本发明采取的技术方案是，一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，所述冷却机组包括顶层、底层和中间层，所述顶层设置有室内热风回风口和室外热风排风口，所述底层设置有室内冷风送风口和蒸发器，所述中间层设置有空空换热器、冷凝器、喷淋系统和室外新风送风口，室外空气从所述室外新风送风口进入，依次流经喷淋系统、所述空空换热器和所述冷凝器，并从所述室外热风排风口流出室外，室内空气从所述室内热风回风口进入，依次流经所述空空换热器和所述蒸发器，并从所述室内冷风送风口流进室内；
所述蒸发器设置在所述空空换热器的下方，所述冷凝器设置在所述空空换热器的一侧，所述喷淋系统设置在所述空空换热器的另一侧，所述喷淋系统包括多个竖直排列的喷杆和安装在所述喷杆上的多个喷嘴，安装在相邻两个所述喷杆上的喷嘴在安装高度上相互错开，多个所述喷嘴对所述空空换热器进行喷淋。
本发明一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，喷淋系统采用侧向喷淋的方式提高了喷淋换热的换热效果，其冷却机组的具体结构为：冷却机组分为顶层、底层和中间层，顶层设置有室内热风回风口和室外热风排风口，底层设置有室内冷风送风口和蒸发器，中间层设置有空空换热器、冷凝器、喷淋系统和室外新风送风口，蒸发器设置在空空换热器的下方，冷凝器设置在空空换热器的一侧，喷淋系统设置在空空换热器的另一侧，喷淋系统包括竖直排列的喷杆和安装在喷杆上的多个喷嘴，并且相邻两个喷杆上的喷嘴在安装高度上错开；冷却机组的换热原理为：室外空气和室内空气在空空换热器处进行循环换热，当需要对室内高温环境进行降温时，室外空气从室外新风送风口进入，依次流经喷淋系统、空空换热器和冷凝器，并从室外热风排风口流出室外，室内空气从室内热风回风口进入，依次流经空空换热器蒸发器，并从室内冷风送风口流进室内，至此室内空气和室外空气同时在空空换热器处完成循环换热，实现对室内环境降温。
本发明运用流体力学的原理，对冷却机组的布局进行了合理的改进，改良了冷却机组的室内空气和室外空气的循环换热通道，加大阻力部件的迎风面积，减少其造成的阻力损失，同时减少气流的方向改变和局部通道变径，从而减少局部阻力；喷淋系统中的喷杆和喷嘴安装在空空换热器的一侧，喷嘴对空空换热器进行侧向喷淋使得喷淋水更易进入空空换热器内部，加大换热面积，解决了现有的下部喷淋方式中喷淋水难以进入空空换热器进行换热的技术难点，同时侧向喷淋的结构形式与室外空气进入冷却机组的方向一致，解决了现有室外空气与喷淋水喷淋方向不同所导致的排风通道阻力较大的问题，进而降低了排风机的功耗。
进一步地，安装在同一个所述喷杆上的每两个相邻所述喷嘴之间的距离R1相等。
进一步地，每两个相邻所述喷杆之间的距离L，是所述距离R1的
Figure BDA0003126796090000021
进一步地，安装在不同所述喷杆上的每两个相邻所述喷嘴之间的距离R2，与所述距离R1相等。
进一步地，分别安装在不同所述喷杆上的两个相邻的所述喷嘴，喷射范围相互重叠形成重叠部分，所述重叠部分的水平投影长度C是所述喷嘴的喷射直径D的
Figure BDA0003126796090000022
本发明一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组中，喷淋系统包括多个竖直排列的喷杆和安装在喷杆上的喷嘴，其中，安装在同一喷杆上的相邻两个喷嘴之间的距离R1相等，且不同喷杆上相邻两个喷嘴之间的距离R2与R1相等，相邻两个喷杆之间的距离L等于R1的
Figure BDA0003126796090000031
当不同喷杆上相邻两个喷嘴对空空换热器进行喷淋时，喷射范围相互重叠部分的水平投影长度C等于喷嘴喷射直径D的
Figure BDA0003126796090000032
本发明通过设置喷杆和喷嘴的距离，在保证侧向喷淋效果最佳下合理化地布置喷杆和喷嘴的位置，有效地减少喷嘴的数量，进一步降低间接蒸发冷却机组的工艺成本。
进一步地，所述喷嘴为喷射角度可调节的喷嘴，所述喷射角度的可调节范围为水平方向-30°～+30°。
本发明一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组中，喷嘴为喷射角度为可调节的喷嘴，可调节范围为水平方向-30°～+30°，具体可根据安装现场的实际需求调节喷嘴的喷射角度，喷嘴根据喷射角度喷射在空空换热器上形成圆形或近似圆形的喷射范围，能够加大单个喷嘴的喷淋面积，减少喷嘴的数量，进一步降低间接蒸发冷却的成本。
进一步地，所述喷嘴与所述空空换热器的间距H为250mm～350mm。
本发明一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，喷嘴喷射在空空换热器上形成圆形喷射范围，根据实际需求设定喷嘴与空空换热器的间距为250mm～350mm能够实现喷嘴的喷射范围最大，使得喷嘴的喷淋效果最佳。
进一步地，所述喷嘴为雾化喷嘴，所述雾化喷嘴的喷射压力为3～6bar。
本发明一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，喷嘴采用雾化喷嘴，可以达到细化喷淋水粒径的效果，使得喷淋水更易进入空空换热器的内部，通过设定雾化喷嘴的喷射压力为3～6bar，由喷射压力即可确定雾化喷嘴的喷射角度，并且通过喷射角度和间距H计算雾化喷嘴的喷射直径，进一步确定相邻两个喷嘴的距离R1。
进一步地，所述底层还设置有送风机，所述送风机位于所述室内冷风送风口。
进一步地，所述顶层还设置有排风机，所述排风机位于所述室外热风排风口。
本发明一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，底层的室内冷风送风口处还设置有送风机，用于将流经空空换热器和蒸发器后的室内空气加速输送到室内；顶层的室外热风排风口处还设置有排风机，用于将流经空空换热器和冷凝器后的室外空气加速排放到室外。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明运用流体力学的原理，对冷却机组的布局进行了合理的改进，改良了冷却机组的室内空气和室外空气的循环换热通道，加大阻力部件的迎风面积，减少其造成的阻力损失，同时减少气流的方向改变和局部通道变径，从而减少局部阻力；喷淋系统中的喷杆和喷嘴安装在空空换热器的一侧，喷嘴对空空换热器进行侧向喷淋使得喷淋水更易进入空空换热器内部，加大换热面积，解决了现有的下部喷淋方式中喷淋水难以进入空空换热器进行换热的技术难点，同时侧向喷淋的结构形式与室外空气进入冷却机组的方向一致，解决了现有室外空气与喷淋水喷淋方向不同所导致的排风通道阻力较大的问题，进而降低了排风机的功耗；并且考虑到喷淋的换热效果，采用了雾化喷嘴，可以达到细化喷淋水粒径的效果，使得喷淋水更易进入空空换热器内部，加大换热面积；通过可调节喷射角度的喷嘴，单个喷嘴的喷淋面积加大，再加上合理布置喷杆和喷嘴的最佳位置，有效地减少喷嘴的数量，进一步降低间接蒸发冷却机组的工艺成本。
附图说明
图1为本发明一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组的右视图。
图2为本发明一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组的正视图。
图3为本发明安装在不同喷杆上的两个相邻的喷嘴的喷射示意图。
图4为本发明喷淋系统中喷杆和喷嘴的布置图。
附图标记：
100、室内热风回风口；110、室外热风排风口；120、排风机；200、室外新风送风口；210、喷淋系统；211、喷杆；212、喷嘴；220、空空换热器；230、冷凝器；300、蒸发器；310、室内冷风送风口；320、送风机。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
间接蒸发冷却作为蒸发冷却的一种独特等湿降温方式，其基本原理是：利用直接蒸发冷却后的空气(称为二次空气)和水，通过空空换热器与室外空气进行热交换，实现新风(称为一次空气)冷却。由于空气不与水直接接触，其含湿量保持不变，一次空气变化过程是一个等湿降温过程。间接蒸发冷却方式与传统新风自然冷却及冷冻水冷却系统相比，具有室内空气不受室外环境空气质量的影响、喷淋加湿空气不会影响室内湿度、过滤器维护成本低、耗水量少、节能水平高等特点和优势。
目前市面上的间接蒸发冷却机组中的喷淋系统采用的是下部喷淋方式，布水不均匀、喷淋水难以进入空空换热器中进行换热，浸润能力较差，并且排风通道的流动阻力大，排风机的功耗相应变大。因此，喷淋系统的安装位置和喷淋方式影响着喷淋换热的效果以及产生机组吹水和渗水的风险；同时，排风气流组织的设计直接影响到机组的气流走向和风机的选型。因此，在间接蒸发冷却机组的创新升级中，喷淋型式和排风气流组织的设计至关重要。
实施例
如图1所示为本实施例一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组的右视图，所述冷却机组包括顶层、底层和中间层，所述顶层设置有室内热风回风口100和室外热风排风口110，所述底层设置有室内冷风送风口310和蒸发器300，所述中间层设置有空空换热器220、冷凝器230、喷淋系统210和室外新风送风口200，室外空气从所述室外新风送风口200进入，依次流经喷淋系统210、所述空空换热器220和所述冷凝器230，并从所述室外热风排风口110流出室外，室内空气从所述室内热风回风口100进入，依次流经所述空空换热器220和所述蒸发器300，并从所述室内冷风送风口310流进室内；
所述蒸发器300设置在所述空空换热器220的下方，所述冷凝器230设置在所述空空换热器220的一侧，所述喷淋系统210设置在所述空空换热器220的另一侧，所述喷淋系统210包括多个竖直排列的喷杆211和安装在所述喷杆211上的多个喷嘴212，安装在相邻两个所述喷杆211上的喷嘴212在安装高度上相互错开，多个所述喷嘴212对所述空空换热器220进行喷淋。
优选地，所述底层还设置有送风机320，所述送风机320位于所述室内冷风送风口300。具体地，送风机可根据负载变化实现风机变风量调节。
优选地，所述顶层还设置有排风机120，所述排风机120位于所述室外热风排风口110。具体地，排风机可根据环境温度变化实现风机变风量调节。
具体地，如图1所示，本实施例一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组的整体结构为：
冷却机组整体分为顶层、底层和中间层三层，其中，顶层包括室内热风回风口100、室外热风排风口110和排风机120，排风机120设置在室外热风排风口11处；底层包括蒸发器300、室内冷风送风口310和送风机320，送风机320设置在室内冷风送风口310处；中间层包括室外新风进风口200、喷淋系统210、空空换热器220和冷凝器230，喷淋系统210设置在室外新风进风口200处，喷淋系统210设置在空空换热器220的一侧，冷凝器230设置在空空换热器220的另一侧，蒸发器300设置在空空换热器220的下方。
具体地，如图1和2所示，以需要对室内高温环境进行降温的情景为例，本实施例一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组通过空空换热器将室内空气与室外空气进行热交换的工作原理为：
室内空气从室内热风回风口100进入空空换热器220，室外空气从室外新风送风口200经喷淋系统210流进空空换热器220，喷淋系统210对空空换热器220进行喷淋降温，室内空气和室外空气在空空换热器220处完成热交换，由此室内空气温度下降，室外空气温度升高，并且温度下降后的室内空气流经蒸发器300后从室内冷风送风口310流出，并由送风机320输送到室内环境中，温度升高后的室外空气流经冷凝器230后从室外热风排风口120流出，并由排风机130排放到室外环境中。
优选地，安装在同一个所述喷杆211上的每两个相邻所述喷嘴212之间的距离R1相等。
优选地，每两个相邻所述喷杆211之间的距离L，是所述距离R1的
Figure BDA0003126796090000061
优选地，安装在不同所述喷杆211上的每两个相邻所述喷嘴212之间的距离R2，与所述距离R1相等。
优选地，分别安装在不同所述喷杆211上的两个相邻的所述喷嘴212，喷射范围相互重叠形成重叠部分，所述重叠部分的水平投影长度C是所述喷嘴的喷射直径D的
Figure BDA0003126796090000062
优选地，所述喷嘴212为喷射角度可调节的喷嘴，所述喷射角度的可调节范围为水平方向-30°～+30°。
优选地，所述喷嘴212与所述空空换热器220的间距H为250mm～350mm。
优选地，所述喷嘴212为雾化喷嘴，所述雾化喷嘴的喷射压力为3～6bar。
具体地，对喷淋系统210的结构作详细的说明，如图4所示为本实施例喷淋系统210中喷杆211和喷嘴212的位置布置图，其中，喷淋系统210包括：
喷杆211，本实施例中喷杆211的数量包括但不仅限于图4所展示的三个，多个喷杆211之间呈等间距竖直排列，相邻喷杆211之间的距离为L；
喷嘴212，喷嘴212安装在喷杆211上，本实施例中喷嘴212的数量包括但不仅限于图4所展示的七个，同一喷杆211或不同喷杆211上的相邻两个喷嘴212之间的距离相等，且同一喷杆211上的相邻两个喷嘴212之间的距离为R1，不同喷杆211上的相邻两个喷嘴212之间的距离为R2。
如图3所示为本实施例安装在不同喷杆211上安装高度相互错开的相邻两个喷嘴212的喷射示意图，通过几何关系得到不同喷杆211上相邻两个喷嘴212之间的距离R2，可以得到喷嘴212的布局，其计算过程为：
首先，根据喷嘴212的喷射压力，假设设定喷射压力为4bar，得到喷射角度α，所述喷射角度α的范围为水平方向-30°～+30°；
其次，按照最佳的雾化效果确定最佳喷射距离H，即喷嘴212到空空换热器220之间的距离H，H可为250mm～350mm，根据喷射距离H和喷射角度可得喷射直径D，喷射直径
Figure BDA0003126796090000071
最后，安装在不同所述喷杆211上的相邻两个的所述喷嘴212的喷射范围相互重叠形成重叠部分，重叠部分的水平投影长度C为喷射直径D的
Figure BDA0003126796090000072
因此可计算得到喷嘴212之间的距离R1和R2，由于R1和R2相等，所以喷杆211之间的距离H是R1的
Figure BDA0003126796090000073
最后根据空空换热器220的换热面积计算所需的喷杆211和喷嘴212的数量。
基于上述具体实施方式，本发明实施例一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，运用流体力学的原理，对冷却机组的布局进行了合理的改进，改良了冷却机组的室内空气和室外空气的循环换热通道，加大阻力部件的迎风面积，减少其造成的阻力损失，同时减少气流的方向改变和局部通道变径，从而减少局部阻力；喷淋系统中的喷杆和喷嘴安装在空空换热器的一侧，喷嘴对空空换热器进行侧向喷淋使得喷淋水更易进入空空换热器内部，加大换热面积，解决了现有的下部喷淋方式中喷淋水难以进入空空换热器进行换热的技术难点，同时侧向喷淋的结构形式与室外空气进入冷却机组的方向一致，解决了现有室外空气与喷淋水喷淋方向不同所导致的排风通道阻力较大的问题，进而降低了排风机的功耗；并且考虑到喷淋的换热效果，采用了雾化喷嘴，可以达到细化喷淋水粒径的效果，使得喷淋水更易进入空空换热器内部，加大换热面积；通过可调节喷射角度的喷嘴，单个喷嘴的喷淋面积加大，再加上合理布置喷杆和喷嘴的最佳位置，有效地减少喷嘴的数量，进一步降低间接蒸发冷却机组的工艺成本。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述冷却机组包括顶层、底层和中间层，所述顶层设置有室内热风回风口和室外热风排风口，所述底层设置有室内冷风送风口和蒸发器，所述中间层设置有空空换热器、冷凝器、喷淋系统和室外新风送风口，室外空气从所述室外新风送风口进入，依次流经所述空空换热器和所述冷凝器，并从所述室外热风排风口流出室外，室内空气从所述室内热风回风口进入，依次流经所述空空换热器和所述蒸发器，并从所述室内冷风送风口流进室内；
所述蒸发器设置在所述空空换热器的下方，所述冷凝器设置在所述空空换热器的一侧，所述喷淋系统设置在所述空空换热器的另一侧，所述喷淋系统包括多个竖直排列的喷杆和安装在所述喷杆上的多个喷嘴，安装在相邻两个所述喷杆上的喷嘴在安装高度上相互错开，多个所述喷嘴对所述空空换热器进行喷淋。
2.根据权利要求1所述的一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，其特征在于，安装在同一个所述喷杆上的每两个相邻所述喷嘴之间的距离R1相等。
3.根据权利要求2所述的一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，其特征在于，每两个相邻所述喷杆之间的距离L，是所述距离R1的
Figure FDA0003126796080000011
4.根据权利要求3所述的一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，其特征在于，安装在不同所述喷杆上的每两个相邻所述喷嘴之间的距离R2，与所述距离R1相等。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，其特征在于，分别安装在不同所述喷杆上的两个相邻的所述喷嘴，喷射范围相互重叠形成重叠部分，所述重叠部分的水平投影长度C是所述喷嘴的喷射直径D的
Figure FDA0003126796080000012
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述喷嘴为喷射角度可调节的喷嘴，所述喷射角度的可调节范围为水平方向-30°～+30°。
7.根据权利要求1-4任一项所述的一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述喷嘴与所述空空换热器的间距H为250mm～350mm。
8.根据权利要求1-4任一项所述的一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述喷嘴为雾化喷嘴，所述雾化喷嘴的喷射压力为3～6bar。
9.根据权利要求1-4任一项所述的一种测喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述底层还设置有送风机，所述送风机位于所述室内冷风送风口。
10.根据权利要求1-4任一项所述的一种侧喷淋顺新风气流间接蒸发冷却机组，其特征在于，所述顶层还设置有排风机，所述排风机位于所述室外热风排风口。
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